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行動通訊的發展歷史

2024-07-21科技

行動通訊技術從1G發展到6G,經歷了以下階段:

1. 1G(第一代行動通訊技術):20世紀80年代初出現,采用模擬技術,是模擬網路。聲音透過未加密的無線電波傳播,傳輸速率約為2.4kbps,業務量小、品質差、安全性差且沒有加密。對應的接入技術為分頻多重進接技術(FDMA),主要基於蜂窩結構組網,直接使用模擬語音調變技術。典型的1G網路主要包括美國的模擬電話系統AMPS、北歐的行動電話系統NMTS和英國的全接入通訊系統TACS等。1G時代的代表裝置是摩托羅拉8000x等「大哥大」手機。中國於1987年正式啟用蜂窩行動通訊系統,這是中國行動通訊開端的標誌。

2. 2G(第二代行動通訊技術):起源於20世紀90年代初期,采用數位訊號技術,保密性強、頻譜利用率高、能提供豐富的業務且標準化程度高。2G網路對應的接入技術主要包括分時多重進接技術(TDMA)和分碼多重進接技術(CDMA)兩種。典型的2G網路主要包括歐洲的全球行動通訊GSM系統與美國的CDMA IS-95(也稱CDMAone或窄帶CDMA)系統等。GSM網路可提供9.6~28.8kbps的傳輸速率,而窄帶CDMA網路理論最大傳輸速率為115kbps,但實際只能實作64kbps。從這一代開始,數位傳輸取代了模擬傳輸,手機可以上網、發簡訊。

3. 2.5G:隨著行動資料業務的增長,在3G網路建成之前,出現了多種2.5G相關技術,如高速電路交換數據(HCSD)、通用封包無線服務(GPRS)、無線套用協定(WAP)、藍芽(Bluetooth)、CDMA2000 1x以及增強數據速率GSM演進(EDGE)等。這些技術使得數據傳輸速率有所提升,其中EDGE的峰值傳輸速度可以達到384kb/s。基於上述技術的行動通訊網路統稱為2.5G網路,基於EDGE技術的有時也稱為2.75G網路。

4. 3G(第三代行動通訊技術):21世紀初成為主流,引入了高速數據傳輸和互聯網接入,使行動網際網路成為可能。3G網路大大提高了數據傳輸速度,支持視訊通話、音樂、遊戲等多媒體套用。其主要協定包括UMTS(使用寬頻分碼多重進接技術,通常使用在2100MHz頻段)和CDMA2000(分為不同版本,如CDMA2000 1x、CDMA2000 EV-DO等,EV-DO版本適用於數據傳輸,通常使用在頻段為800MHz和1900MHz的頻段)。但3G網路存在速度相對較慢、延遲較高、容量有限、覆蓋範圍有限等缺點。

5. 4G(第四代行動通訊技術):中國於2011年正式投入使用。4G集3G與WLAN為一體,可實作數據、音訊、視訊的快速傳輸。4G網路提供更高的數據傳輸速度(通常可達數百Mbps甚至超過1Gbps的下載速度)、更低的延遲、更大的網路容量,並采用全IP網路架構。其主要使用LTE技術(采用正交分頻多重進接和多輸入多輸出技術),還采用了網路分組交換和分布式架構,以實作更穩定和高效的數據傳輸。

6. 5G(第五代行動通訊技術):從2019年開始商用,提供更高的數據傳輸速度、更低的延遲和更大的網路容量。與之前的四代行動網路相比,5G網路在實際套用中表現出更強化的功能,理論傳輸速度可達每秒數十Gb,是4G行動網路的幾百倍。5G網路的優點包括更高的速度、更低的延遲、支持大規模裝置連線等。

7. 6G(第六代行動通訊技術):目前6G仍處於研究和發展階段。6G網路將是一個地面無線與衛星通訊整合的全連線世界,透過將衛星通訊整合到6G行動通訊,可實作全球無縫覆蓋,能幫助人類預測天氣、快速應對自然災害等,促進互聯網的進一步發展,實作萬物互聯的「終極目標」。

總之,從1G到6G,行動通訊技術在不斷地演進和發展,每一代技術都帶來了新的變化和突破,為人們的生活和社會的發展帶來了深遠的影響。